Kā zaļās smiltis varētu uztvert miljardus tonnu oglekļa dioksīda

Zaļo smilšu Papakōlea pludmale Havaju salās. Projekts Vesta

Palmu ieskauti līči veido divus šaurus iecirtumus, kas atrodas apmēram ceturtdaļjūdzes attālumā viens no otra gar kādas neatklātas salas krasta līniju kaut kur Karību jūrā.

Pēc vietas apmeklējuma marta sākumā pētnieki ar Sanfrancisko bezpeļņas projektu Vesta noteica, ka dvīņu ieplūdes ir ideāla vieta, lai izpētītu neskaidru metodi oglekļa dioksīda uztveršanai, kas izraisa klimata pārmaiņas.

Vēlāk šogad projekts Vesta plāno vienā no pludmalēm izplatīt zaļo vulkānisko minerālu, kas pazīstams kā olivīns, kas samalts līdz smilšu daļiņu izmēram. Viļņi vēl vairāk sadalīs ļoti reaģējošo materiālu, paātrinot virkni ķīmisku reakciju, kas izvelk siltumnīcefekta gāzi no gaisa un bloķē tās gliemju un koraļļu čaumalās un skeletos.

Šis process kopā ar citiem tā dēvētajiem uzlabotajiem minerālu laikapstākļiem var potenciāli uzglabāt simtiem triljonu tonnu oglekļa dioksīda, norāda Nacionālās akadēmijas ziņojums pagājušajā gadā . Tas ir daudz vairāk oglekļa dioksīda, nekā cilvēki ir izsūknējuši kopš rūpnieciskās revolūcijas sākuma. Atšķirībā no oglekļa noņemšanas metodēm, kas balstās uz augsni, augiem un kokiem, tas būtu efektīvi pastāvīgs. Un Project Vesta vismaz uzskata, ka tas varētu būt lēts, apmēram 10 USD par tonnu uzglabātā oglekļa dioksīda, kad tas tiks darīts plašā mērogā.

Bet arī par šo koncepciju ir milzīgi jautājumi. Kā iegūt, sasmalcināt, nosūtīt un izplatīt milzīgos nepieciešamos minerālu daudzumus, neradot vairāk emisiju, nekā materiāls izvada? Un kurš par to maksās?

Tad ir īpašas problēmas saistībā ar Project Vesta pieeju. Pētnieki vēl nezina, cik daudz viļņi paātrinās šos procesus, cik labi mēs varam izmērīt un pārbaudīt oglekļa uzņemšanu, kāda veida ietekmi uz vidi var radīt vai cik viegli sabiedrība pieņems ideju par zemes zaļo minerālu izliešanu jūras krastos. .

Liela daļa no tā ir nepārbaudīta, saka Fils Renforts, Skotijas Heriot-Watt universitātes asociētais profesors, kurš pēta uzlabotus laikapstākļus.

Neizmantota iespēja

Minerālie laikapstākļi ir viens no galvenajiem mehānismiem, ko planēta izmanto oglekļa dioksīda otrreizējai pārstrādei ģeoloģiskā laika skalā. Oglekļa dioksīds, kas uztverts lietus ūdenī, ogļskābes veidā izšķīdina pamata iežus un minerālvielas, īpaši tos, kas bagāti ar silikātu, kalciju un magniju, piemēram, olivīnu. Tas rada bikarbonātu, kalcija jonus un citus savienojumus, kas nokļūst okeānos, kur jūras organismi tos sagremo un pārvērš stabilā, cietā kalcija karbonātā, kas veido to čaulas un skeletus.

Ķīmiskās reakcijas atbrīvo ūdeņradi un skābekli ūdenī, lai izvilktu vairāk oglekļa dioksīda no gaisa. Tikmēr, koraļļiem un mīkstmiešiem mirstot, to atliekas nosēžas okeāna dibenā un veido kaļķakmens un līdzīgu iežu slāņus. Ogleklis paliek tur ieslodzīts miljoniem līdz simtiem miljonu gadu, līdz tas atkal tiek atbrīvots vulkāniskās aktivitātes rezultātā.

Šis dabiskais mehānisms katru gadu patērē vismaz pusmiljardu tonnu oglekļa dioksīda. Problēma ir tā, ka sabiedrība katru gadu nepārtraukti izsūknē vairāk nekā 35 miljardus tonnu. Tāpēc kritiskais jautājums ir: vai mēs varam radikāli paātrināt un paplašināt šo procesu?

Ideja par laikapstākļu izmantošanu, lai cīnītos pret klimata pārmaiņām, nav jauna. Raksts, kas publicēts Nature ierosināts izmantot silikātus oglekļa dioksīda uztveršanai pirms 30 gadiem. Piecus gadus vēlāk Exxon pētnieks Haroons Kheshgi ieteica izmantot dzēstu kaļķi tam pašam mērķim un tajā pašā gadā Klauss Lakners, pionieris oglekļa izņemšanā , izvērtēja dažādus iespējamos iežu veidus un metodes.

Taču pastiprinātai laikapstākļu ietekmei pēdējo gadu desmitu laikā ir pievērsta maz uzmanības, salīdzinot ar vienkāršākām pieejām, piemēram, koku stādīšanu, lauksaimniecības prakses mainīšanu vai pat būvējot CO2 iesūkšanas iekārtas . Tas galvenokārt ir tāpēc, ka to ir grūti izdarīt, saka Dženifera Vilkoksa, ķīmiskās inženierijas profesore, kura pēta oglekļa uztveršanu Vusteras Politehniskajā institūtā Masačūsetsā. Katrai pieejai ir savas īpašās problēmas un kompromisi, taču pareizo izrakteņu nogādāšana pareizajā izmērā pareizajos apstākļos pareizajos apstākļos vienmēr ir dārgs un sarežģīts pasākums.

Tomēr arvien vairāk pētnieku sāk rūpīgāk aplūkot tehnoloģiju, jo pieaug oglekļa noņemšanas nozīme un secina vairāk pētījumu ka ir veidi, kā tās izmaksas saskaņot ar citām pieejām. Ja tas ir pietiekami lēts plašā mērogā, ir cerība, ka korporatīvās oglekļa emisijas kompensēs, valsts politikas, piemēram, oglekļa nodokļi, vai pārdodami procesa blakusprodukti, piemēram, betonā izmantotā pildviela , varētu radīt nepieciešamos stimulus organizācijām šīs prakses veikšanai.

Pašlaik tiek īstenoti daži projekti. Pētnieki Islandē ir bijuši vienmērīgi palaižot oglekļa dioksīda šķīdumu notverts no spēkstacijām vai oglekļa noņemšanas mašīnām bazalta veidojumos dziļi pazemē, kur vulkāniskais iezis to pārklāj stabilos karbonātu minerālos. Leverhulme Klimata pārmaiņu mazināšanas centrs Šefīldā, Anglijā, veic lauka izmēģinājumus Ilinoisas Universitātē Urbana-Champaign, lai novērtētu, vai bazalta iežu putekļi, kas pievienoti kukurūzas un sojas laukiem var darboties gan kā mēslojums, gan kā līdzeklis oglekļa dioksīda noņemšanai.

Tikmēr Gregorijs Dipls no Britu Kolumbijas universitātes kopā ar kolēģiem no citām Kanādas un Austrālijas universitātēm pēta dažādus pielietojumus noslīpētiem, ļoti reaģējošiem minerāliem, kas iegūti kā niķeļa, dimanta un platīna ieguves blakusprodukts. Viena no idejām ir vienkārši novietot tos pāri laukam, pievienot ūdeni un efektīvi apstrādāt vircu. Viņi sagaida, ka tā sauktās raktuvju atliekas ātri noņems un mineralizēs oglekļa dioksīdu no gaisa, veidojot cietu bloku, ko var aprakt. Viņu modeļi liecina, ka tas varētu novērst noteiktu raktuvju oglekļa pēdas nospiedumu vai pat padarīt darbības oglekļa negatīvas.

Šī ir viena no lielākajām neizmantotajām iespējām oglekļa dioksīda atdalīšanai, saka Rodžers Eiins, Lorensa Livermoras Nacionālās laboratorijas oglekļa iniciatīvas vadītājs. Viņš atzīmē, ka kubikkilometrs ultramafiskā iežu, kas satur augstu magnija līmeni, var absorbēt miljardu tonnu oglekļa dioksīda.

Viņš saka, ka mēs visu laiku iegūstam roku tādā mērogā. Nekam citam ir tāda mērogojamība visos mūsu piedāvātajos risinājumos.

' Savvaļā'

Projekts Vesta atklātie plāni maijā veikt izmēģinājuma pētījumu Karību jūras reģionā. Tas cieši sekoja tiešsaistes maksājumu uzņēmumam Stripe’s paziņojums, ka veiks priekšapmaksu bezpeļņas organizācija, lai noņemtu 3333 tonnas oglekļa dioksīda par 75 USD par tonnu. apņemšanās ik gadu tērēt vismaz 1 miljonu ASV dolāru negatīvo emisiju projektiem.

Projekts Vesta ir saņēmis vietējo atļauju sākt paraugu ņemšanu pludmalēs un plāno paziņot atrašanās vietu, tiklīdz būs pabeigti apstiprinājumi, lai turpinātu eksperimentu, saka Toms Grīns, izpilddirektors. Viņš lēš, ka projekta kopējās izmaksas ir aptuveni 1 miljons dolāru.

Pētījuma galvenais mērķis, kura rezultātā otrā pludmale tiks atstāta normālā stāvoklī kā kontrole, ir sākt risināt dažus zinātniskos nezināmos aspektus, kas ieskauj piekrastes pastiprinātos laika apstākļus.

PROJEKTS VESTA

Pētījumi un laboratorijas simulācijas ir atklājuši, ka viļņi ievērojami paātrinās olivīna sadalīšanos, un viens papīrs noslēgts ka šī procesa veikšana 2% pasaules enerģētiskāko šelfa jūru varētu kompensēt visas ikgadējās cilvēku emisijas.

Taču galvenais izaicinājums ir tas, ka materiāli ir smalki jāsasmalcina, lai nodrošinātu, ka lielākā daļa oglekļa noņemšanas notiek gadu, nevis gadu desmitu laikā. Daži pētnieki ir atklājuši, ka tas būtu tik dārgi un energoietilpīgi, kā arī radītu tik nozīmīgas emisijas, ka pieeja nebūtu dzīvotspējīga . Tomēr citi secina, ka tas noņems ievērojami vairāk oglekļa dioksīda, nekā tas rada.

Grīns saka, ka ir diezgan nozīmīgs pētījumu kopums, kas parāda, ka tas darbojas un tam ir potenciāls. Bet tagad mums ir jāveic daži reāli eksperimenti savvaļā.

Projekts Vesta cer piesaistīt zinātniekus uz vietu, lai līdz gada beigām sāktu faktisko eksperimentu. Pēc olivīna izkliedēšanas vienā no pludmalēm viņi rūpīgi uzraudzīs, cik ātri daļiņas sadalās un izskalojas. Viņi arī novērtēs, kā līcī mainās skābums, oglekļa līmenis un jūras dzīvība, kā arī tas, cik lielā mērā šie līmeņi novirzās tālāk no pludmales un kā salīdzināmi apstākļi kontroles vietā.

Eksperiments, visticamāk, ilgs gadu vai divus. Galu galā komanda cer iegūt datus, kas parāda, cik ātri šis process darbojas un cik labi mēs varam uztvert un pārbaudīt papildu oglekļa dioksīda uzņemšanu. Visus šos atklājumus var izmantot, lai pilnveidotu zinātniskos modeļus.

Vēl viena problēma, kuru viņi arī rūpīgi uzraudzīs, ir iespējamās vides blakusparādības .

Minerāli ir efektīvi ģeoloģiski antacīdi, tāpēc tiem vajadzētu samazināt okeāna paskābināšanos vismaz ļoti lokālā līmenī, kas var sniegt labumu dažām jutīgām piekrastes sugām. Bet olivīns var saturēt arī nelielu daudzumu dzelzs, silikāta un citu materiālu, kas varētu stimulēt noteiktu aļģu un fitoplanktona veidu augšanu un citādi. mainīt ekosistēmas un pārtikas ķēdēm tādos veidos, ko varētu būt grūti paredzēt, saka Frančesks Montserrats, Amsterdamas Universitātes jūras ekoloģijas viespētnieks un projekta Vesta zinātniskais padomnieks.

Milzīgs atbalsts

Daži norāda, ka projekts Vesta, iespējams, pārspēj savas pieejas potenciālu vai novērš grūtības, jo īpaši sabiedrības pretreakciju iespējamību pret priekšlikumiem izliet materiālus jūras krastos.

Es nedomāju, ka kāds vēl ir pārbaudījis sociālās licences daļu, saka Heriot-Watt's Renforth, kurš darbojās kā Stripe oglekļa iepirkumu zinātniskais recenzents .

Projekts Vesta's Green atzīst daudzās neskaidrības saistībā ar piekrastes laikapstākļiem. Taču viņš uzsver, ka visa projekta būtība ir aizpildīt dažus zinātniskos tukšumus un parādīt, ka to var izdarīt par 10 USD par tonnu. Ja tā, viņš uzskata, ka tirgi, politika un sabiedrība arvien vairāk atbalstīs šo koncepciju, jo īpaši pieaugot nekontrolētas globālās sasilšanas riskiem.

Viņš saka, ka pasaule virzās uz vietu, kur cilvēki sāk vairāk ticēt klimata pārmaiņām un vairāk ticēt, ka mums ir kaut kas jādara lietas labā. Es domāju, ka pēc pieciem līdz desmit gadiem mēs dzīvosim pasaulē, kurā būs milzīgs atbalsts oglekļa uztveršanai.

paslēpties